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Fujitsu

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本技术介绍参考了以下链接
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2015年3月18日


LTE-Advanced基站配置优化的设计技术
通过配置优化解决了智能机连网难的问题,同时使基站数量减少3成

 

株式会社富士通研究所(注1)(以下简称,富士通研究所)在全球首次开发出了一种基站配置优化的设计技术,可为用户提供舒适的通信环境。该技术通过仿真来确定LTE-Advanced(注2)无线基站的最佳设置位置。

开发背景

随着移动通信数据量的逐年增长,通信系统不得不进行扩容。为实现大容量通信,最新的移动通信技术标准LTE-Advanced,需要将基站覆盖范围小的微蜂窝添加到基站覆盖范围大的宏蜂窝中去,从而实现通信系统的扩容。增加微蜂窝的小型基站时,在最合适的位置设置基站的设计显得尤为重要。

课题

近几年,邮件、网页访问、流媒体等数据通信已成为移 动通信的主流。数据通信已经成为基站主要任务。怎样才能提高通信速度,实现易于连接,提高用户的访问速度等已经成为设计基站配置方案的重要指标。因此,我 们开发了快速计算用户通信速度的算法。最新通信标准LTE-Advanced所采用的基站间协作多点传输(注3),允许终端同时接收来自宏基站与小型基站的同一信号,可避免基站间的干扰。

在传统方法中,认为各基站拥有唯一的一组由调度分配来的用户,并通过快速算法(注4)计算用户的分配比例。这种方法与协作多点传输不兼容,不能正确计算用户的分配比例。因此对于使用协作多点的基站,该方法不能判断基站的最佳设置位置(图1)。

图1 使用传统快速运算方法的基站配置方案设计

图1 使用传统快速运算方法的基站配置方案设计

开发的技术

富士通研究所开发出了一种技术,用于设计基站的分 配,该技术在考虑了基站间的协作多点传输的同时可正确计算用户分配比例(图2)。该技术通过引入新的条件,使得在协作多点传输的情况下,也可以快速计算用 户的分配比例。反之,可以用这个技术来确定具有协作多点传输功能基站的最佳设置位置。

基站配置方案的设计步骤如下:

  1. 增加基站
  2. 假设基站间为协作多点传输,计算用户的分配比例(快速运算算法)
  3. 通过分配比例与信号接收质量计算各用户的通信速度
  4. 判断如何设置基站

图2中绿色表示协作多点传输条件下各用户的分配比例 总和,计为α,蓝色和红色表示非协作多点传输条件下各用户的分配比例总和,计为1-α。以此为条件通过快速运算算法,可以正确计算出各用户的分配比例。然 后根据分配比例和信号接收质量计算各用户的通信速度,最终根据总值判断基站如何设置。

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图2 面向基站间协作多点传输的基站配置方案设计

效果

通过本技术可计算出面向LTE-Advanced基站的最佳配置位置,确保增设的基站能够大幅提高通信质量(图3)。具体来说,在所需增设的基站数量减少了3成的同时,保证了相同的通信容量,解决了移动通信连接难的问题,可为用户提供更为舒适的通信环境。

图3 本次开发技术的效果

图3 本次开发技术的效果

今后

针对此项技术,富士通研究所将继续对基站的优化配置方案进行研究,目标是2016年投入使用。今后,富士通研究所将继续对LTE-Advanced以及下一代移动通信方式5G(注5)等采用的新功能进行相关研究。

注释

注1 株式会社富士通研究所:
  社长 佐相秀幸
  总公司所在地 日本神奈川县川崎市

注2 LTE-Advanced:
  Long Term Evolution-Advanced的简称。国际标准化LTE的演进版本,与LTE具有高兼
  容性。

注3 基站间协作多点传输:
  LTE-Advanced的功能之一,也被称为Coordinated Multi-Point(CoMP)
  transmission。邻接的多个基站协同参与为终端传输信号的技术。

注4 快速运算算法:
  某条件下通过优化问题的求解,实现快速计算用户通信速度的方法。

注5 5G:
  第5代移动通信技术的简称,LTE-Advanced的下一代移动通信标准。